CN110976213B - 打胶机器人的收胶控制方法及打胶机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了打胶机器人的收胶控制方法及收胶机器人，涉及打胶技术领域，该收胶控制方法通过确定预定收胶位置，在胶嘴到达预定收胶位置，控制贯穿电机撤除对胶桶的压力，并利用胶桶的残余压强出胶，以使得胶嘴沿着预定收胶位置与预定终点位置之间的收胶轨迹进行打胶作业，计算收胶轨迹在预定终点位置处的方向向量，在胶嘴达到预定终点位置后，控制胶嘴沿着方向向量继续往前移动设定距离后，撤除胶嘴。本实施例实现了在胶嘴未到达预定终点位置时提前收胶，在到达预定终点位置后继续沿着打胶轨迹的方向向量继续移动，避免在收胶时剩余胶水涂覆在打胶轨迹之外而出现拉丝等现象，从而提高收胶时的打胶质量。

Description

打胶机器人的收胶控制方法及打胶机器人

技术领域

本申请涉及打胶设备领域，具体而言，本申请涉及一种打胶机器人的收胶控制方法及打胶机器人。

背景技术

当前，建筑在装修工程阶段，室内安装的台面及铝合金门框等收口处均采用点胶设备进行玻璃胶打胶作业。玻璃胶打胶作业主要涉及施工表面清理、切胶嘴、贴胶纸、控制打胶速度和胶枪移动速度、打胶区域修整、转角处理、无缝拼接处理、收胶处理等步骤。而转角处理、无缝拼接处理等步骤均涉及收胶处理工艺，因此研究打胶过程中如何顺滑收胶显得尤为重要。

通常而言，采用点胶设备，如建筑配构件收口打胶机器人在电梯间门框边、阳台门框边内侧、厨房推拉门边、厨房台面、橱柜外侧边与下边缘、卫生间洗手盆台面、马桶座便底、淋浴屏两侧、浴缸台面、踢脚线、室内铝合金窗框等位置进行打胶。在打胶作业收胶过程中容易出现收胶不及时，即打胶到预定位置后胶桶仍然持续出胶，导致出现堆胶或拉丝现象，使得打胶质量差。

发明内容

本申请的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是出现堆胶或拉丝现象影响打胶质量的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种打胶机器人的收胶控制方法，包括以下步骤：

确定预定收胶位置；

在胶嘴到达所述预定收胶位置，控制贯穿电机撤除对胶桶的压力，并利用胶桶的残余压强出胶，以使得胶嘴沿着所述预定收胶位置与预定终点位置之间的收胶轨迹进行打胶作业；

计算所述收胶轨迹在所述预定终点位置处的方向向量；

在胶嘴达到所述预定终点位置后，控制胶嘴沿着所述方向向量继续往前移动设定距离后，撤除胶嘴。

在一实施例中，控制反向转动所述贯穿电机，以撤除所述贯穿电机对胶桶的压力。

在一实施例中，所述确定预定收胶位置的步骤包括：

获取所述打胶机器人在打胶过程中的残余胶量以及单位长度的用胶量，计算所述残余胶量对应的剩余打胶距离；

根据所述预定终点位置和所述剩余打胶距离，确定所述预定收胶位置。

在一实施例中，所述剩余打胶距离和残余胶量的关系为：

S＝Y/X；

其中，S为剩余打胶距离，Y为残余胶量，X为单位长度的用胶量。

在一实施例中，所述获取所述打胶机器人在打胶过程中的残余胶量的步骤包括：

获取残余胶量与贯穿电机推进速度之间的关联关系；

根据所述关联关系，确定在当前贯穿电机推进速度下所对应的残余胶量。

在一实施例中，所述获取残余胶量和贯穿电机推进速度的拟合关联关系的步骤包括：

检测多组贯穿电机推进速度及其对应的残余胶量；

在坐标系上绘制各组贯穿电机推进速度及其对应的残余胶量的坐标点数据，拟合各个坐标点数据得到所述残余胶量和贯穿电机推进速度的关联关系。

在一实施例中，所述计算所述收胶轨迹在所述预定终点位置处的方向向量的步骤包括：

获取所述预定终点位置的坐标，以及所述收胶轨迹上接近所述预定终点位置的参考打胶位置的坐标；

根据所述预定终点位置的坐标和参考打胶位置的坐标，得到所述收胶轨迹在所述预定终点位置处的方向向量。

在一实施例中，所述预定终点位置的坐标为A(x1,y1,z1)，所述参考打胶位置的坐标为B(x2,y2,z2)，则所述收胶轨迹在所述预定终点位置处的方向向量为

第二方面，本申请实施例还提供了一种打胶机器人，包括控制装置和胶枪机构，所述胶枪机构包括胶嘴、贯穿电机和胶桶，所述控制装置用于执行如第一方面任一实施例所提及的打胶机器人的收胶控制方法。

在一实施例中，所述打胶机器人还包括机械臂，所述机械臂连接所述控制装置；

所述控制装置还用于生成收胶轨迹，控制所述机械臂带动所述胶枪机构沿着所述收胶轨迹进行移动。

上述实施例提供的打胶机器人的收胶控制方法及收胶机器人，通过确定预定收胶位置，在胶嘴到达预定收胶位置，控制贯穿电机撤除对胶桶的压力，并利用胶桶的残余压强出胶，以使得胶嘴沿着预定收胶位置与预定终点位置之间的收胶轨迹进行打胶作业，从而使得当打胶到预定终点位置时，残余胶量尽可能少而避免堆胶现象，进一步的，为了进一步提高收胶质量，计算收胶轨迹在预定终点位置处的方向向量，在胶嘴达到预定终点位置后，控制胶嘴沿着方向向量继续往前移动设定距离后，撤除胶嘴，实现胶嘴继续沿着打胶轨迹的方向向量继续移动，避免在收胶时剩余胶水涂覆在打胶轨迹之外而出现拉丝等现象，影响收胶时的打胶质量。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是一实施例提供的打胶机器人的收胶控制方法的流程图；

图2是一实施例提供的打胶作业时的打胶轨迹示意图；

图3是一实施例提供的确定残余胶量的方法流程图；

图4是一实施例提供的打胶机器人的胶枪机构的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1是一实施例提供的打胶机器人的收胶控制方法的流程图，该收胶控制方法可以由打胶机器人的控制装置来执行。如图1所示，该打胶机器人的收胶控制方法可以包括以下步骤：

S110、确定预定收胶位置。

在本实施例中，预定收胶位置是指打胶机器人作出收胶动作所在的位置。当打胶机器人的胶嘴达到预定收胶位置时，控制停止挤压胶桶，执行收胶动作。

S120、在胶嘴到达所述预定收胶位置，控制贯穿电机撤除对胶桶的压力，并利用胶桶的残余压强出胶，以使得胶嘴沿着所述预定收胶位置与预定终点位置之间的收胶轨迹进行打胶作业。

胶嘴沿着打胶轨迹进行打胶，当胶嘴达到预定收胶位置，控制贯穿电机撤除对胶桶的压力，胶桶不再因受到贯穿电机施加的压力而出胶。在一实施例中，可以控制反向转动贯穿电机以撤除贯穿电机对胶桶的压力。由于撤除对胶桶的压力后，胶桶仍旧存在残余压强，胶水在残余压强的作用下继续从胶嘴挤出，胶嘴沿着预定收胶位置与预定终点位置之间的收胶轨迹移动，继续进行打胶作业，从而可以大大减轻堆胶的现象。

S130、计算所述收胶轨迹在所述预定终点位置处的方向向量。

对于方向向量，把直线上的向量以及与之共线的向量叫做直线的方向向量。在预定终点位置处构造虚拟直线，可以得到收胶轨迹在预定终点位置处的方向向量。

在一实施例中，收胶轨迹在预定终点位置处的方向向量可以通过下列步骤得到：

S1301、获取所述预定终点位置的坐标，以及所述收胶轨迹上接近所述预定终点位置的参考打胶位置的坐标。

在实施例中，可以将收胶轨迹上接近预定终点位置的前一打胶点作为参考打胶位置。参考打胶位置用于构建收胶轨迹在预定终点位置处的方向向量，参考打胶位置越靠近预定终点位置，则所得到的收胶轨迹在预定终点位置处的方向向量越准确。在实施例中，收胶轨迹可以由一些列紧密排列的打胶点组成。在打胶过程中，打胶机器人沿着这些打胶点进行打胶形成打胶轨迹，例如打胶轨迹包括点M、N、O、P、Q、B和A等按顺序紧密排列的打胶点，设定点A为预定终点位置，则将最靠近预定终点位置(即点A)的点B作为参考打胶位置。当然，在其他实施例中，也可以将接近预定终点位置的其他打胶点作为参考打胶位置，本实施例以最接近预定终点位置的打胶点作为参考打胶位置作为最优实施例进行说明。

S1302、根据所述预定终点位置的坐标和参考打胶位置的坐标，得到所述收胶轨迹在所述预定终点位置处的方向向量。

进一步的，预定终点位置的坐标可以定义为A(x1,y1,z1)，参考打胶位置的坐标可以定义为B(x2,y2,z2)，则收胶轨迹在预定终点位置处的方向向量可以为

S140、在胶嘴达到所述预定终点位置后，控制胶嘴沿着所述方向向量继续往前移动设定距离后，撤除胶嘴。

打胶到达预定终点位置后，胶嘴可能还存在残留胶水，此时胶嘴撤离的路径将影响收胶部位断胶的质量。在本实施例中，在计算胶嘴在预定终点位置的打胶轨迹的方向向量。当胶嘴到达预定终点位置后，沿着打胶轨迹的方向向量继续往前移动设定距离，然后再撤除胶枪。由于打胶机器人在打胶至预定收胶位置时已撤除贯穿电机对胶桶的压力，因此当打胶到预定终点位置时，残余胶量已经微乎其微，为了进一步提高收胶时的打胶质量，控制胶嘴继续沿着方向向量继续往前移动设定距离。其中，设定距离的长度可以根据经验获得，在一实施例中，该设定距离可以为3厘米，从而实现胶嘴剩余胶水沿着打胶轨迹的方向向量分布，避免剩余胶水涂覆在打胶轨迹之外。

本实施例提供的打胶机器人的收胶控制方法，通过确定预定收胶位置，在胶嘴到达预定收胶位置，控制贯穿电机撤除对胶桶的压力，并利用胶桶的残余压强出胶，以使得胶嘴沿着预定收胶位置与预定终点位置之间的收胶轨迹进行打胶作业，因此当打胶到预定终点位置时，残余胶量已经微乎其微，以避免在预定终点位置处出现堆胶，影响收胶时的打胶质量，进一步的，为了进一步提高收胶时的打胶质量，计算收胶轨迹在预定终点位置处的方向向量，在胶嘴达到预定终点位置后，控制胶嘴沿着方向向量继续往前移动设定距离后，撤除胶嘴，实现胶嘴继续沿着打胶轨迹的方向向量继续移动，避免在收胶时剩余胶水涂覆在打胶轨迹之外而出现拉丝等，影响打胶质量。

为了使本申请的技术方案更为清晰，更为便于理解，下面对本技术方案中的多个步骤的具体的实现过程和方式加以详细的描述。

在一实施例中，步骤S110的确定预定收胶位置，可以包括以下步骤：

S1101、获取所述打胶机器人在打胶过程中的残余胶量以及单位长度的用胶量，计算所述残余胶量对应的剩余打胶距离。

通常而言，在一定的残余胶量下，单位长度的用胶量越大，则该残余胶量对应的剩余打胶距离越短。进一步的，在一实施例中，剩余打胶距离和残余胶量的关系可以为：

S＝Y/X；

其中，S为剩余打胶距离，Y为残余胶量，X为单位长度的用胶量。

S1102、根据所述预定终点位置和所述剩余打胶距离，确定所述预定收胶位置。

在进行打胶作业时，预定终点位置是确定的。当计算得到收胶时剩余胶量的剩余打胶距离，则可以根据预定终点位置倒推得到预定收胶位置。图2是一实施例提供的打胶作业时的打胶轨迹示意图，如图2所示，点A为预定终点位置(10，5)，打胶轨迹为一直线，剩余打胶距离为5个单元长度，则，预定收胶位置为B为(5，5)。其中虚线部分为预定收胶位置和预定终点位置之间的收胶轨迹。

进一步的，由于残余胶量与贯穿电机的推进速度有直接关系，贯穿电机的推进速度越快，则撤除贯穿电机对胶桶压力后，残余胶量就越大。在一实施例中，所述剩余打胶距离和残余胶量的关系可以为：

S＝Y/X；

其中，S为剩余打胶距离，Y为残余胶量，X为单位长度的用胶量。

图3是一实施例提供的确定残余胶量的方法流程图，如图3所示，首先为了进一步确定残余胶量与贯穿电机的推进速度的关系，本实施例可以通过做实验的方式检测多组贯穿电机推进速度及其对应的残余胶量的数据，以拟合出最准确的关联关系。具体的，可以包括以下步骤：

S201、检测多组贯穿电机推进速度及其对应的残余胶量。

在实施例中，为确定残余胶量Y与撤除贯穿电机时贯穿电机推进速度V的关系，可做实验采集10组数据{(v1,y1),(v2,y2),(v3,y3)…(v10,y10)}，其中Vi为第i组数据中的贯穿电机推进速度，yi为在贯穿电机推进速度vi下对应的残余胶量。

S202、在坐标系上绘制各组贯穿电机推进速度及其对应的残余胶量的坐标点数据，拟合各个坐标点数据得到所述残余胶量和贯穿电机推进速度的关联关系。

在实施例中，将做实验采集到的10组数据{(v1,y1),(v2,y2),(v3,y3)…(v10,y10)}绘制于直角坐标系中，拟合各个坐标点数据得到所述残余胶量和贯穿电机推进速度的关联关系。

经过实验分析可知，这10组数据大致分布在一条直线附近，则可令这条直线方程为y＝a0+a1.v，其中a0和a1为任何实数。要建立直线方程需要确定a0和a1，可运用最小二乘直线拟合法，以实测值yi和拟合直线的计算值y计的差值的平方和∑(yi-y计)2最小化为优化判据。

其中，根据最小二乘法可得：

从而计算出a0和a1，进而得到所述残余胶量和贯穿电机推进速度的关联关系，即直线y＝a0+a1.v所代表的方程。

进一步的，在一实施例中，步骤S1101中的获取所打胶机器人在打胶过程中的残余胶量，可以包括以下步骤：

S203、获取残余胶量与贯穿电机推进速度之间的关联关系。

在本实施例中，残余胶量与贯穿电机推进速度之间的关联关系可以呈正比例关系，也即是方程y＝a0+a1.v所代表关联关系。

S204、根据所述关联关系，确定在当前贯穿电机推进速度下所对应的残余胶量。

在残余胶量与贯穿电机推进速度之间的关联关系中，每个贯穿电机推进速度均对应唯一的残余胶量，在确定当前撤离贯穿电机时的贯穿电机推进速度后，即可得到在该贯穿电机推进速度所对应的残余胶量。

下面对本实施例所提供的打胶机器人的相关实施例进行详细阐述。

图4是一实施例提供的一种打胶机器人的胶枪机构的结构示意图，如图4所示，该打胶机器人包括控制装置(未图示)和胶枪机构12，所述胶枪机构12包括贯穿电机121、胶桶122和胶嘴123，所述控制装置用于执行如上述任一实施例提及的打胶机器人的收胶控制方法。

在本实施例中，胶桶122内可以存有胶水，胶桶122的一端结构连接有胶嘴123。控制装置连接贯穿电机121，可正向控制贯穿电机121转动给胶桶122施加压力以挤压胶桶122，胶水从胶桶122内经胶嘴123导出，控制装置也可以反向控制贯穿电机121转动撤除贯穿电机121对胶桶122的压力。

具体的，控制装置用于确定预定收胶位置；在胶嘴123到达预定收胶位置，控制贯穿电机121撤除对胶桶122的压力，并利用胶桶122的残余压强出胶，以使得胶嘴123沿着预定收胶位置与预定终点位置之间的收胶轨迹进行打胶作业，避免在预定终点位置出现堆胶现象；计算收胶轨迹在预定终点位置处的方向向量；在胶嘴123达到预定终点位置后，控制胶嘴123沿着方向向量继续往前移动设定距离后，撤除胶嘴123，实现在到达预定终点位置前收胶，在达到预定终点位置时胶嘴123继续沿着打胶轨迹的方向向量继续移动，避免在收胶时剩余胶水涂覆在打胶轨迹之外，提高打胶机器人的收胶时的打胶质量。

进一步的，在一实施例中，打胶机器人还包括机械臂，所述机械臂连接所述控制装置(例如控制箱)，所述控制装置还用于生成收胶轨迹，控制所述机械臂带动所述胶枪机构沿着所述收胶轨迹进行移动。

控制装置根据获取得到的预定收胶位置、预定终点位置和在预定终点位置处的方向向量，生成从预定收胶位置到胶嘴撤离位置的收胶轨迹，并控制机械臂按照生成的收胶轨迹对应的路线带动胶枪机构沿着收胶轨迹进行移动，将胶枪机构移动到收胶轨迹对应的位置，完成收胶动作。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种打胶机器人的收胶控制方法，其特征在于，包括以下步骤：确定预定收胶位置；

在胶嘴到达所述预定收胶位置，控制贯穿电机撤除对胶桶的压力，并利用胶桶的残余压强出胶，以使得胶嘴沿着所述预定收胶位置与预定终点位置之间的收胶轨迹进行打胶作业；

计算所述收胶轨迹在所述预定终点位置处的方向向量；

在胶嘴达到所述预定终点位置后，控制胶嘴沿着所述方向向量继续往前移动设定距离后，撤除胶嘴。

2.根据权利要求1所述的打胶机器人的收胶控制方法，其特征在于，控制反向转动所述贯穿电机，以撤除所述贯穿电机对胶桶的压力。

3.根据权利要求1所述的打胶机器人的收胶控制方法，其特征在于，所述确定预定收胶位置的步骤包括：获取所述打胶机器人在打胶过程中的残余胶量以及单位长度的用胶量，计算所述残余胶量对应的剩余打胶距离；

根据所述预定终点位置和所述剩余打胶距离，确定所述预定收胶位置。

4.根据权利要求3所述的打胶机器人的收胶控制方法，其特征在于，所述剩余打胶距离和残余胶量的关系为：S＝Y/X；

其中，S为剩余打胶距离，Y为残余胶量，X为单位长度的用胶量。

5.根据权利要求3所述的打胶机器人的收胶控制方法，其特征在于，所述获取所述打胶机器人在打胶过程中的残余胶量的步骤包括：获取残余胶量与贯穿电机推进速度之间的关联关系；

根据所述关联关系，确定在当前贯穿电机推进速度下所对应的残余胶量。

6.根据权利要求4所述的打胶机器人的收胶控制方法，其特征在于，所述获取残余胶量和贯穿电机推进速度的之间的关联关系的步骤包括：检测多组贯穿电机推进速度及其对应的残余胶量；

在坐标系上绘制各组贯穿电机推进速度及其对应的残余胶量的坐标点数据，拟合各个坐标点数据得到所述残余胶量和贯穿电机推进速度的关联关系。

7.根据权利要求1所述的打胶机器人的收胶控制方法，其特征在于，所述计算所述收胶轨迹在所述预定终点位置处的方向向量的步骤包括：获取所述预定终点位置的坐标，以及所述收胶轨迹上接近所述预定终点位置的参考打胶位置的坐标；

根据所述预定终点位置的坐标和参考打胶位置的坐标，得到所述收胶轨迹在所述预定终点位置处的方向向量。

8.根据权利要求7所述的打胶机器人的收胶控制方法，其特征在于，所述预定终点位置的坐标为A(x1,y1,z1)，所述参考打胶位置的坐标为B(x2,y2,z2)，则所述收胶轨迹在所述预定终点位置处的方向向量为

9.一种打胶机器人，包括控制装置和胶枪机构，所述胶枪机构包括胶嘴、贯穿电机和胶桶，其特征在于，所述控制装置用于执行如权利要求1-7任一项所述的打胶机器人的收胶控制方法。

10.根据权利要求9所述的打胶机器人，其特征在于，所述打胶机器人还包括机械臂，所述机械臂连接所述控制装置；

所述控制装置还用于生成收胶轨迹，控制所述机械臂带动所述胶枪机构沿着所述收胶轨迹进行移动。

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